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电动汽车制动模式切换扭矩协调控制

振动与冲击 2021年第10期40卷 304-314页

作者：杨阳何云东罗倡杨忠重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学汽车工程学院重庆400044 重庆长安汽车股份有限公司重庆400023

由于电液复合制动系统动态响应特性的差异,纯电动汽车在制动模式切换过程中会造成整车和系统部件的冲击度增大,影响汽车的行驶平顺性和系统部件的使用寿命。为减小制动模式切换过程中的整车冲击度和总制动力矩波动,采用比例积分微分控制... 详细信息

由于电液复合制动系统动态响应特性的差异,纯电动汽车在制动模式切换过程中会造成整车和系统部件的冲击度增大,影响汽车的行驶平顺性和系统部件的使用寿命。为减小制动模式切换过程中的整车冲击度和总制动力矩波动,采用比例积分微分控制PID和模糊控制相结合的组合控制算法对轮缸压力进行精确控制,在此基础上以纯液压制动时的动力学模型作为参考模型,控制电机制动力随参考模型输出的参考力矩变化,从而减小电机制动系统和液压制动系统的响应特性差异;在MATLAB/Simulink中搭建了电液复合制动系统和整车模型,验证了控制策略的有效性。仿真结果表明,与未协调控制时相比,所提出的控制策略使整车冲击度显著减小,改善了制动模式切换过程中的汽车行驶平顺性。

关键词：电动汽车电液复合制动系统模式切换扭矩协调控制冲击度

强混合动力汽车驱动模式切换扭矩协调控制策略

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重庆大学学报（自然科学版） 2011年第2期34卷 74-81,94页

作者：杨阳杨文辉秦大同段志辉重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆长安汽车股份有限公司重庆400023

在对强混合动力系统工作特性分析的基础上,以车辆行驶平顺性为目标,通过对系统在不同驱动模式切换过程中发动机、电机及离合器和变速器参数变化的分析,制定了针对不同模式切换过程扭矩波动的扭矩协调控制策略。建立了基于该控制策略的... 详细信息

在对强混合动力系统工作特性分析的基础上,以车辆行驶平顺性为目标,通过对系统在不同驱动模式切换过程中发动机、电机及离合器和变速器参数变化的分析,制定了针对不同模式切换过程扭矩波动的扭矩协调控制策略。建立了基于该控制策略的强混合动力汽车动力学仿真模型,进行了典型驱动模式切换过程的仿真与分析。结果表明,提出的扭矩协调控制策略能够减小驱动模式切换过程中的扭矩波动,有效提高强混合动力汽车在模式切换过程中的动力传递的平稳性。

关键词：混合动力电动汽车平顺性模式切换扭矩协调控制计算机仿真

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电液复合制动系统模式切换扭矩协调控制

长安大学学报（自然科学版） 2020年第6期40卷 107-117页

作者：杨阳何云东王超杨忠廖水平重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学汽车工程学院重庆400044 重庆长安汽车股份有限公司重庆400023

为了减小混合动力汽车在制动模式切换时,因电机、液压制动系统响应特性差异而造成的整车冲击以及总制动力矩波动,以一款新型的四驱混合动力汽车为研究对象,对制动模式切换过程中的电机、液压制动力协调控制进行了研究。首先对汽车在不... 详细信息

为了减小混合动力汽车在制动模式切换时,因电机、液压制动系统响应特性差异而造成的整车冲击以及总制动力矩波动,以一款新型的四驱混合动力汽车为研究对象,对制动模式切换过程中的电机、液压制动力协调控制进行了研究。首先对汽车在不同制动模式时的动力学特性进行分析,基于汽车制动状态参数制定前后轴制动力分配控制策略,确定不同制动模式时的模式切换边界条件;然后基于制动踏板开度及其变化率制定液压制动力目标变化率模糊控制规则,对液压制动系统目标制动力的变化率进行控制;再根据液压制动系统输出的实际制动力对电机制动系统的目标制动力进行约束,从而减小两者响应特性的差异,实现制动模式切换的平稳过渡;最后在MATLAB/Simulink中建立了电液复合制动系统和整车前向仿真模型,设计循环工况以实现典型的制动模式切换工况,通过对协调和未协调控制的切换过程对比,验证提出的动态协调控制算法。研究结果表明:该动态协调控制策略能显著减小典型模式切换工况中的整车冲击和总制动力矩波动,在反映驾驶人制动意图的基础上提升了整车制动平顺性;在混合制动切换到纯液压制动模式工况时,整车冲击度由36.42减小至17.33 m/s^3;在纯电制动切换到纯液压制动模式工况时,整车冲击度由77.60减小至4.06 m/s^3。

关键词：汽车工程电液复合制动扭矩协调控制混合动力汽车模式切换平顺性

混合动力汽车E-H模式切换中扭矩协调控制策略研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2017年第3期40卷 289-293,298页

作者：孔慧芳王瑞鲍伟合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

在混合动力汽车进行E(electric drive mode,纯电动模式)-H(hybrid drive mode,混合驱动模式)切换时,针对2个动力源响应特性差异、离合器接合等原因造成动力传递不平稳及整车冲击的问题,文章制定了扭矩协调控制策略。整个扭矩协调控制策... 详细信息

在混合动力汽车进行E(electric drive mode,纯电动模式)-H(hybrid drive mode,混合驱动模式)切换时,针对2个动力源响应特性差异、离合器接合等原因造成动力传递不平稳及整车冲击的问题,文章制定了扭矩协调控制策略。整个扭矩协调控制策略按发动机的起动、调速和动力接入等3个不同阶段制定,采用Matlab/Simulink搭建混合动力汽车模式切换控制策略模型和整车模型,对该策略的有效性进行验证。仿真结果表明,该策略能够减小扭矩波动和整车冲击度,有效提高模式切换过程的平顺性。

关键词：混合动力汽车扭矩协调控制模式切换冲击度

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重度混合动力轿车模式切换扭矩协调控制策略

重度混合动力轿车模式切换扭矩协调控制策略

作者：黄剑峰重庆大学

学位级别：硕士

随着全球石油资源的日益枯竭与各国法规对汽车排放的要求越来越高，各大汽车公司均将目光投向了混合动力汽车。由于大容量动力电池在近期难以取得突破性的进展，因此限制了纯电动汽车的开发，混合动力汽车将在相当长的时间内发挥其优势... 详细信息

随着全球石油资源的日益枯竭与各国法规对汽车排放的要求越来越高，各大汽车公司均将目光投向了混合动力汽车。由于大容量动力电池在近期难以取得突破性的进展，因此限制了纯电动汽车的开发，混合动力汽车将在相当长的时间内发挥其优势。能量管理与模式切换动态过程的控制是混合动力汽车整车控制的两大核心问题，众多企业与研究单位都将重点放在了设计混合动力汽车的能量管理策略，而对运行模式切换动态过程控制研究较少。混合动力汽车具有多种工作模式，在不同的路面及驾驶员需求情况下会运行在不同的模式，因而就会产生模式切换过程。由于电机与发动机的动态响应特性的不同，在模式切换过程中，若不对电机与发动机扭矩进行合理的控制，会导致输出扭矩波动，对传动系统造成冲击，影响整车行驶的平顺性。因此对混合动力汽车模式切换过程的扭矩进行协调控制是很有必要的。单电机、双离合器式混合动力汽车取消了起动电机，当需要起动发动机时，驱动电机在驱动整车行驶时必须提供适当扭矩起动发动机，此过程涉及离合器的接合过程，须控制各部件协调工作，以便平稳迅速地起动发动机。混合动力系统的动态过程还包括了其它驱动模式间的切换过程、制动模式间的切换过程以及驱动与制动之间模式的切换过程，这些动态过程同样都必须进行扭矩协调控制以满足切换品质。本文以单电机、双离合器式重度混合动力轿车为研究对象，对各运行模式之间切换的动态过程的控制策略和方法进行了研究，主要体现在以下几个方面：①本文首先介绍重度混合动力轿车的系统组成，给出关键参数，对相关模式进行了动力学分析;在对发动机动态特性分析的基础上，建立了其动态扭矩输出模型;通过相关试验数据，建立了电池模型;建立了电机的动态模型;分析限力矩离合器的接合过程，在相关动力学基础上建立了离合器模型;建立了AMT模型;根据传动系统的关系，建立了整车纵向动力学模型。②对重度混合动力轿车的运行区域进行划分，确定各运行模式的边界以及相应动力源的扭矩，为研究模式切换扭矩协调控制策略奠定基础;分析传统汽车制动力分配，结合法规要求制定出重度混合动力轿车的制动力分配策略，确定不同制动强度下电机制动力与液压制动力。③分析混合动力汽车模式切换过程的评价指标，设计了限力矩离合器接合过程的模糊控制器，在能量管理策略的基础上，制定了各运行模式间切换过程的扭矩协调控制策略。④对行进中电机起动发动机的过程进行台架试验，以验证重度该混合动力系统能顺利的实现该过程。建立了基于Matlab/Simulink的整车仿真模型与控制策略仿真模型，对重度混合动力轿车各运行模式切换过程进行仿真研究，通过有、无扭矩协调控制策略的仿真结果对比分析，验证了所制定的扭矩协调控制策略能有效降低模式切换过程的扭矩波动与冲击度，提高汽车行驶的平顺性。

关键词：混合动力汽车模式切换动态过程扭矩协调控制建模与仿真

基于P2构型混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究

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基于P2构型混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究

作者：廖永康重庆大学

学位级别：硕士

随着全球石油资源的日益枯竭与各国排放法规对汽车的要求愈发严苛,世界各大汽车公司都致力于研发新能源汽车,混合动力汽车即是其中的热点之一。混合动力汽车存在多种工作模式,在不同的行驶工况及驾驶员需求时,往往会产生模式切换。由于... 详细信息

随着全球石油资源的日益枯竭与各国排放法规对汽车的要求愈发严苛,世界各大汽车公司都致力于研发新能源汽车,混合动力汽车即是其中的热点之一。混合动力汽车存在多种工作模式,在不同的行驶工况及驾驶员需求时,往往会产生模式切换。由于发动机、电机等部件的动态响应特性不同,在模式切换时易影响整车行驶的平顺性。因此有必要对混合动力汽车的模式切换过程进行协调控制,提高驾驶员的舒适性。本文以基于Position 2(P2)构型的混合动力系统为研究对象,对驱动模式切换的动态过程进行扭矩协调控制策略分析与研究,主要的研究内容有:①分析基于P2构型的混合动力系统的结构特点,在对发动机稳态特性、动态特性以及起动阻力矩分析的基础上建立节气门开度模型和基于实验数据建模法的发动机模型;介绍湿式多片离合器结构和工作原理,在对离合器的接合过程及其传递的扭矩特性动力学分析的基础上,建立仿真模型;根据电机转矩响应特性并利用相关试验数据,建立一阶响应的电机模型;利用锂离子电池试验数据建立内阻电池模型;在相关理论分析的基础上建立双质量飞轮、干式DCT变速器模型;根据经典的车辆行驶动力学方程,建立车辆纵向动力学模型。②根据驱动模式的划分区域,确定处于不同驱动状态工作模式下的动力源扭矩及离合器状态;在传动系统简化的基础上,对驱动模式进行动力学分析;采用冲击度作为模式切换品质的评价指标,由冲击度的基本定义,推导出混合动力系统的冲击度方程;分别对纯电动向发动机驱动、发动机向纯电动驱动、发动机向联合驱动模式切换的过程进行阶段划分,得出不同阶段的动力学方程、冲击度方程、扭矩变化率的可行域;由理论分析,将驱动模式分为三类典型模式切换过程:有离合器接合过程、有离合器分离过程、无离合器动作过程。③针对驱动模式切换的动态过程控制,分别提出发动机、电机及离合器的控制方法,其中发动机主要利用基于节气门开度变化率限制和PID控制,电机利用矢量控制进行控制,离合器滑摩阶段传递转矩的控制主要通过控制一级接合油压和接合油压变化率实现;制定驱动模式切换的控制流程,分析不同发动机起动点火方式对模式切换平顺性的影响,针对三类典型模式切换过程,分别制定扭矩协调控制策略。④搭建扭矩协调等控制策略模型;列举所建立混合动力系统的顶层控制模块以及相对底层的整车模式切换控制模块;对电起机过程进行仿真对比分析,结果表明采用发动机目标转速等扭矩点火的方式能使得扭矩输出更加平稳;针对三类典型模式切换过程,分别对有无扭矩协调控制策略进行仿真,结果表明采用扭矩协调策略能有效减小模式切换时的冲击度,验证了所制定扭矩协调控制策略的有效性;对比分析采用可行域限制的协调控制策略前后仿真结果,采用可行域限制的协调控制策略能有效控制模式切换时的冲击度,满足国家相关的法规要求。

关键词：混合动力系统模式切换 P2构型扭矩协调控制建模与仿真

基于广义预测控制的DCT换挡过程发动机扭矩请求控制

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中国公路学报 2017年第10期30卷 145-150,158页

作者：鲍伟孔慧芳合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

为解决双离合器式自动变速器换挡过程中发动机扭矩控制的时滞和参数摄动问题,提出广义预测控制实现自动变速器电控单元对发动机的扭矩请求控制。首先分析发动机扭矩控制系统的特点,建立被控对象的传递函数。利用Pade近似方法求取被控对... 详细信息

为解决双离合器式自动变速器换挡过程中发动机扭矩控制的时滞和参数摄动问题,提出广义预测控制实现自动变速器电控单元对发动机的扭矩请求控制。首先分析发动机扭矩控制系统的特点,建立被控对象的传递函数。利用Pade近似方法求取被控对象的离散数学模型及CARIMA模型。在此基础上构建合适的目标函数,通过使目标函数最优,获得广义预测控制器的解析解。为进一步减少算法的计算量,采用直接广义预测算法对预测方程的参数进行辨识,以提高算法的实时性。最后根据发动机台架试验数据设计了广义预测控制器和PI控制器,并通过仿真试验和硬件在环试验,对比分析了广义预测控制和PI控制在阶跃响应、斜坡响应、抗参数摄动以及换挡时的扭矩跟随等方面的性能。研究结果表明:基于广义预测控制的扭矩请求控制,在扭矩的跟随性能和抗参数摄动等方面都明显优于PI控制。因此,基于广义预测控制的扭矩请求控制方法在一定程度上降低了时滞对控制效果的影响,这对于提高双离合器车辆驾驶品质和换挡快速性有十分重要的意义。

关键词：汽车工程扭矩协调控制广义预测控制双离合器换挡过程

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重度混合动力汽车工作模式切换控制策略

中国公路学报 2014年第6期27卷 109-119,126页

作者：杨阳李小强苏岭黄剑峰重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆长安新能源汽车有限公司重庆401120

以一种新型的单电机、双离合器式重度混合动力轿车为对象,确定工作模式切换的边界条件及相应动力源需求扭矩,为满足工作模式切换过程的动力性与平顺性要求,制定了限力矩离合器接合模糊控制策略与各工作模式切换过程的扭矩协调控制策略... 详细信息

以一种新型的单电机、双离合器式重度混合动力轿车为对象,确定工作模式切换的边界条件及相应动力源需求扭矩,为满足工作模式切换过程的动力性与平顺性要求,制定了限力矩离合器接合模糊控制策略与各工作模式切换过程的扭矩协调控制策略。建立了整车仿真模型与相应控制策略模型,进行了各模式切换过程的计算机仿真分析。研究结果表明:该系统能迅速稳定地完成行进中电机起动发动机过程,采用所制定的扭矩协调控制策略能有效降低各模式切换过程的冲击度,提高汽车行驶的平顺性。

关键词：汽车工程混合动力汽车计算机仿真扭矩协调控制平顺性

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并联混合汽车状态切换过程转矩优化分配

控制工程 2016年第5期23卷 636-641页

作者：严运兵崔挺武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉430081

并联混合动力电动汽车在动力切换过程中需要进行协调控制。以并联混合动力电动汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,建立并联混合动力电动汽车整车动力学模型,对动力切换过程进行分析。考虑离合器接合过程中滑磨功和纵... 详细信息

并联混合动力电动汽车在动力切换过程中需要进行协调控制。以并联混合动力电动汽车在状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,建立并联混合动力电动汽车整车动力学模型,对动力切换过程进行分析。考虑离合器接合过程中滑磨功和纵向冲击度这2个相互制约的性能指标,根据极大值原理,将二次型最优控制算法运用到传动系统控制。以总转矩波动不大为目标泛函,并以离合器压力变化率和电机转矩变化率为控制对象,设计了最优控制器并进行了仿真。仿真结果表明,动态协调控制算法能有效控制发动机和电机的动力切换过程中的转矩波动,改善车辆行驶平顺性,减小离合器磨损,保证状态切换过程中动力传递的平稳性。

关键词：并联混合动力电动汽车行驶平顺性动力切换线性二次最优控制扭矩协调控制